JP4894319B2 - 液晶表示素子 - Google Patents
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Description
図1(a)は本発明の第1実施形態としての液晶表示素子の光学構成を示す分解平面図で、図2はその内部構成を拡大して示す模式的断面図である。
Δnb/Δng=1.00±0.05
赤色波長光に対する屈折率異方性Δnrと緑色波長光に対する屈折率異方性Δngの比が、
Δnr/Δng=1.00±0.05
であり、それぞれの屈折率異方性の値は互いに10%以内で相違している。すなわち、前記一軸性位相板の赤、緑、青の各波長光毎の屈折率異方性Δnr、Δng、Δnbは、それらの比Δnb/Δngの値が0.95〜1.05の範囲に、比Δnr/Δngの値が0.95〜1.05の範囲に、それぞれ設定されている。
−0.4≦(nx−nz)/(nx−ny)≦0.6
の関係を満たすように設定され、且つ、各透過波長光毎の屈折率異方性Δnは、青色波長光に対する屈折率異方性Δnbと緑色波長光に対する屈折率異方性Δngとの比が、
Δnb/Δng=1.05±0.05
赤色波長光に対する屈折率異方性Δnrと緑色波長光に対する屈折率異方性Δngとの比が、
Δnr/Δng=0.95±0.05
に設定されている。すなわち、後位相板5の赤、緑、青の各波長光毎の屈折率異方性Δnr、Δng、Δnbは、それらの比Δnb/Δngの値が1.00〜1.10の範囲に、比Δnr/Δngの値が0.90〜1.00の範囲に、前記液晶層の屈折率異方性Δnと層厚dとの積Δn・dは、その値が280nm〜360nmの範囲にそれぞれ設定されている。
次に、本発明の第2実施形態について、図5乃至図7に基づき説明する。なお、上記第1実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
Δnb /Δng =0.90±0.05
赤色波長光に対する屈折率異方性Δnr と緑色波長光に対する屈折率異方性Δng の比が、
Δnr /Δng =1.05±0.05
に設定されている。
−0.4≦(nx−nz)/(nx−ny)≦0.6
の関係を満たすように設定されている。
Δnb /Δng =1.05±0.05
赤色波長光に対する屈折率異方性Δnr と緑色波長光に対する屈折率異方性Δng の比が、
Δnr /Δng =0.95±0.05
に設定されている。
本第3実施形態の液晶表示素子は、図8に示すように、第1実施形態の液晶表示素子の構造に加えて、後位相板5と後偏光板6との間に位相板10を、更に追加して設置したものである。ここで、第1実施形態に設けられていた後位相板5を第1後位相板とし、追加設置された位相板10を第2後位相板とする。なお、ホモジニアス液晶セル1のマルチギャップ構造は第1実施形態の構造と同じであり、赤、緑、青各画素のΔn・dは、280nm〜360nmの範囲に設定されている。
2、8 前位相板
3、104 前偏光板
4、7、102、103 視野角補償フィルム
5、9、10 後位相板
6、105 後偏光板
11、12 ガラス基板
13 ブラックマスク
14R 、14G 、14B 赤、緑、青カラーフィルタ
15 共通電極
16 前水平配向膜
17 画素電極
18 薄膜トランジスタ
19 後水平配向膜
100 液晶層
Claims (16)
- 第1の基板と、
前記第1の基板に予め定めた間隙を設けて対向配置した第2の基板と、
前記第1の基板の前記第2の基板と対向する面に形成された少なくとも1つの第1の電極と、
前記第2の基板の前記第1の基板と対向する面に形成された少なくとも1つの第2の電極と、
前記第1の基板の前記第1の電極が形成された面に形成され、予め定めた第1の方向に配向処理が施された第1の配向膜と、
前記第2の基板の前記第2の電極が形成された面に形成され、前記第1の方向に対して平行で、且つ、逆方向に配向処理が施された第2の配向膜と、
前記第1の配向膜と前記第2の配向膜との間に挟持され、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電界が印加されないときに、液晶分子が前記第1の配向膜及び前記第2の配向膜の配向処理に従ってホモジニアス配向で配列する液晶層と、
前記第2の基板との間に前記第1の基板が介在するように配置され、前記第1の方向に対して実質的に45°で交差する方向にその透過軸の方向を一致させて配置された第1の偏光板と、
前記第1の基板との間に前記第2の基板が介在するように配置され、前記第1の偏光板の透過軸に対してその透過軸を実質的に直交させて配置された第2の偏光板と、
前記第1の基板と前記第1の偏光板との間に、その光学軸を第1の方向と平行でかつ同じ向きに配置したディスコティック液晶を有する視野角補償フィルムと、
前記視野角補償フィルムと前記第1の偏光板との間に、その遅相軸を前記第1の方向と平行にして配置された第1の二軸性位相板と、
前記第2の基板と前記第2の偏光板との間に、その遅相軸を前記第1の方向と直交させて配置された一軸性位相板と、
を備えることを特徴とする液晶表示素子。 - 前記視野角補償フィルムは、
透明なフィルム基板の一方の面に配向膜を形成し、前記配向膜表面にディスコティック液晶層が積層され、
前記ディスコティック液晶層は、円板状のディスコティック液晶分子を有し、
前記配向膜に近接する前記ディスコティック液晶分子は、その各分子の円盤面を前記フィルム基板に平行に沿わせて配向し、
前記配向膜の表面から離れた前記ディスコティック液晶分子は、前記配向膜から離れるにつれて、その各分子の円盤面のフィルム基板に対する傾斜角度が大きくなり、
前記ディスコティック液晶層は、前記円盤面に対して垂直な分子軸の傾斜角度を平均した方向に屈折率が最小となる前記光学軸を有し、負の光学的異方性を発現する、
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。 - 前記液晶層は、その屈折率異方性Δnとその層厚dとの積Δn・dが320nm±40nmの範囲に設定され、
前記一軸性位相板は、緑色波長光に対する面内位相差が135nm±20nmの範囲に設定され、
前記第1の二軸性位相板は、緑色波長光に対するその面内位相差が前記一軸性位相差の緑色波長光に対する面内位相差よりも35nm±20nm小さい100nm±40nmの範囲に設定されている、ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。 - 前記第1の二軸性位相板の赤、緑、青の各波長光毎の屈折率異方性Δnr、Δng、Δnbは、それらの比Δnb/Δngの値が1.05±0.05の範囲に、比Δnr/Δngの値が0.95±0.05の範囲に、
前記一軸性位相板の赤、緑、青の各波長光毎の屈折率異方性Δnr、Δng、Δnbは、それらの比Δnb/Δngの値が1.00±0.05の範囲に、比Δnr/Δngの値が1.00±0.05の範囲に、
それぞれ設定されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。 - 前記第1の二軸性位相板の板面と平行な平面内において互いに直交する2方向の屈折率nx、nyと板面に垂直な方向の屈折率nzが
−0.4≦(nx−nz)/(nx−ny)≦0.6
を満たす範囲に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。 - 前記第1の偏光板と前記第1の二軸性位相板との間に、その遅相軸を前記第1の偏光板の透過軸と平行又は直交させて配置された第2の二軸性位相板と、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。
- 前記第2の二軸性位相板は、緑色波長光に対する面内位相差が135nm±20nmの範囲に設定されていることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示素子。
- 前記第2の二軸性位相板の赤、緑、青の各波長光毎の屈折率異方性Δnr、Δng、Δnbは、それらの比Δnb/Δngの値が1.05±0.05の範囲に、比Δnr/Δngの値が0.95±0.05の範囲に設定されていることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示素子。
- 前記第2の二軸性位相板の板面と平行な平面内において互いに直交する2方向の屈折率nx、nyと板面に垂直な方向の屈折率nzが
−0.4≦(nx−nz)/(nx−ny)≦0.6
を満たす範囲に設定されていることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示素子。 - 前記第1の電極及び前記第2の電極が対向する画素部毎に互いに異なる波長光を選択透過させる複数色のカラーフィルタがそれぞれ配設され、異なる色のカラーフィルタに対応する画素部毎に液晶層厚がそれぞれ異なる値に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。
- 第1の基板と、
前記第1の基板に予め定めた間隙を設けて対向配置した第2の基板と、
前記第1の基板の前記第2の基板と対向する面に形成された少なくとも1つの第1の電極と、
前記第2の基板の前記第1の基板と対向する面に形成された少なくとも1つの第2の電極と、
前記第1の基板の前記第1の電極が形成された面に形成され、予め定めた第1の方向に配向処理が施された第1の配向膜と、
前記第2の基板の前記第2の電極が形成された面に形成され、前記第1の方向に対して平行で、且つ、逆方向に配向処理が施された第2の配向膜と、
前記第1の配向膜と前記第2の配向膜との間に挟持され、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電界が印加されないときに、液晶分子が前記第1の配向膜及び前記第2の配向膜の配向処理に従ってホモジニアス配向で配列する液晶層と、
前記第2の基板との間に前記第1の基板が介在するように配置され、前記第1の方向に対して実質的に45°で交差する方向にその透過軸の方向を一致させて配置された第1の偏光板と、
前記第1の基板との間に前記第2の基板が介在するように配置され、前記第1の偏光板の透過軸に対してその透過軸を実質的に直交させて配置された第2の偏光板と、
前記第1の基板と前記第1の偏光板との間に、その光学軸を第1の方向と平行でかつ同じ向きに配置したディスコティック液晶を有する第1の視野角補償フィルムと、
前記第2の基板と前記第2の偏光板との間に、その光学軸を第2の方向と平行でかつ同じ向きに配置したディスコティック液晶を有する第2の視野角補償フィルムと、
前記第1の視野角補償フィルムと前記第1の偏光板との間に、その遅相軸を前記第1の方向と平行にして配置された二軸性位相板と、
前記第2の視野角補償フィルムと前記第2の偏光板との間に、その遅相軸を前記第2の方向と直交させて配置された一軸性位相板と、
を備えることを特徴とする液晶表示素子。 - 前記第1の視野角補償フィルム及び前記第2の視野角補償フィルムは、
透明なフィルム基板の一方の面に配向膜を形成し、前記配向膜表面にディスコティック液晶層が積層され、
前記ディスコティック液晶層は、円板状のディスコティック液晶分子を有し、
前記配向膜に近接する前記ディスコティック液晶分子は、その各分子の円盤面を前記フィルム基板に平行に沿わせて配向し、
前記配向膜の表面から離れた前記ディスコティック液晶分子は、前記配向膜から離れるにつれて、その各分子の円盤面のフィルム基板に対する傾斜角度が大きくなり、
前記ディスコティック液晶層は、前記円盤面に対して垂直な分子軸の傾斜角度を平均した方向に屈折率が最小となる前記光学軸を有し、負の光学的異方性を発現する、
ことを特徴とする請求項11に記載の液晶表示素子。 - 前記液晶層は、その屈折率異方性Δnとその層厚dとの積Δn・dが320nm±40nmの範囲に設定され、
前記二軸性位相板は、緑色波長光に対する面内位相差が135nm±20nmの範囲に設定され、
前記一軸性位相板は、緑色波長光に対する面内位相差が135nm±20nmの範囲に設定されている、ことを特徴とする請求項11に記載の液晶表示素子。 - 前記二軸性位相板の赤、緑、青の各波長光毎の屈折率異方性Δnr、Δng、Δnbは、それらの比Δnb/Δngの値が1.05±0.05の範囲に、比Δnr/Δngの値が0.95±0.05の範囲に、
前記一軸性位相板の赤、緑、青の各波長光毎の屈折率異方性Δnr、Δng、Δnbは、それらの比Δnb/Δngの値が0.90±0.05の範囲に、比Δnr/Δngの値が1.05±0.05の範囲に、
それぞれ設定されていることを特徴とする請求項11に記載の液晶表示素子。 - 前記二軸性位相板の板面と平行な平面内において互いに直交する2方向の屈折率nx、nyと板面に垂直な方向の屈折率nzが
−0.4≦(nx−nz)/(nx−ny)≦0.6
を満たす範囲に設定されていることを特徴とする請求項11に記載の液晶表示素子。 - 前記第1の電極及び前記第2の電極が対向する画素部毎に互いに異なる波長光を選択透過させる複数色のカラーフィルタがそれぞれ配設され、異なる色のカラーフィルタに対応する画素部毎に液晶層厚がそれぞれ異なる値に設定されていることを特徴とする請求項11に記載の液晶表示素子。
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